[發明專利]一種航空發動機的液態金屬散熱系統及航空發動機

在審

• 申請號: 201810367296.9
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN110388271A
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 舒紅林;陳志章;朱奎;董鑫;段錦熙;張秀梅;盛磊;劉靜
• 申請（專利權）人: 云南靖創液態金屬熱控技術研發有限公司
• 主分類號: F02C7/16
• 分類號: F02C7/16;F02C7/14;F03D9/28
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明涉及航空航天技術領域，尤其涉及一種航空發動機及其液態金屬散熱系統。所述航空發動機的液態金屬散熱系統包括：外殼，設于所述外殼內的進氣道，以及設于所述進氣道內的燃燒室，所述外殼與進氣道之間設有液態金屬冷卻管，所述液態金屬冷卻管內流通有液態金屬，所述液態金屬冷卻管與所述燃燒室對應設置。所述航空發動機安裝有上述液態金屬散熱系統。本發明的液態金屬散熱系統，在外殼與進氣道之間設置了液態金屬冷卻管，液態金屬冷卻管內流通有液態金屬，液態金屬作為冷卻介質能夠有效降低外殼與進氣道之間的溫度，從而通過熱傳導可進一步降低進氣道與燃燒室之間的溫度，進而提高了航空發動機的散熱降溫性能，提高了航空發動機的散熱效率。

技術領域

本發明涉及航空航天技術領域，尤其涉及一種航空發動機的液態金屬散熱系統及航空發動機。

背景技術

航空發動機的燃燒室的工作特點為：進口氣流速度很大；燃燒室容積很小(容熱強度大)；工作溫度很高(最高2500K)；出氣口氣流溫度受渦輪葉片強度限制，不能過高；進口參數變化大。

因此好的燃燒室必須在這些參數變化范圍寬廣的狀態下保證正常工作，至少不能熄火，以便保證發動機能發出推力，飛機能安全飛行。而且這一任務必須以最小的壓力損失，在有限的可用空間里釋放最大的熱量、高效低污染地實現，亦即高效，高強度，低污染的實現。

為了使流過燃燒室的空氣流能與供給燃油最充分的燃燒，最大限度釋放燃油中的化學能，必須使燃燒區的空氣-燃料比接近理論的恰當比例，而這樣燃燒后燃氣溫度太高(2000K)，使得渦輪葉片無法承受；若要渦輪葉片能承受，必須在已燃氣體進入渦輪葉片前降溫，即需要對進氣道與燃燒室之間的氣體進行散熱降溫。

目前采取的各種散熱技術局限在改變燃燒室結構，增加燃燒室以及周圍的氣流流量和流速，但這幾種散熱方式均存在散熱效率低的局限性。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的是現有航空發動機散熱效率低的技術問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種航空發動機的液態金屬散熱系統，包括：外殼，設于所述外殼內的進氣道，以及設于所述進氣道內的燃燒室，所述外殼與進氣道之間設有液態金屬冷卻管，所述液態金屬冷卻管內流通有液態金屬，所述液態金屬冷卻管與所述燃燒室對應設置。

進一步地，所述液態金屬冷卻管的一側貼靠所述進氣道的外壁，所述液態金屬冷卻管的另一側貼靠所述外殼的內壁。如此設置，更利于進氣道內的熱量向外殼的傳遞和散熱。

進一步地，所述液態金屬冷卻管螺旋環繞于所述進氣道的軸向外圍。如此布置，使得液態金屬冷卻管的安裝不影響整個航空發動機的質量和重心分布，而且本發明優選采用等靜壓石墨成型技術將液態金屬冷卻管也外殼緊密接觸，液態金屬冷卻管同樣沿所述外殼的內壁均勻排布，這樣可以更利于內部熱量自外殼向外部散發。

進一步地，所述液態金屬為易熔合金，或，所述液態金屬的熔點為室溫。

優選的，所述液態金屬為鎵、銦、錫中任一種的合金，或，所述液態金屬為鈉鉀合金，鈉鉀合金不僅密度更小，而且導熱性能優良。

進一步地，航空發動機中用于向所述燃燒室內供給燃油的燃油主路設于所述進氣道與外殼之間，所述液態金屬冷卻管貼靠所述燃油主路。

進一步地，所述液態金屬冷卻管與燃油主路之間填充有導熱介質。

優選的，所述導熱介質為導熱膠。